Fe3O4@RGO@PDA的单分子层吸附行为与Langmuir等温式相关性研究

取8个50mL的锥形瓶，每个锥形瓶内加入5mg Fe₃O₄@RGO@PDA，分别加入20mL pH值为6，浓度分别为10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L、35mg/L、40mg/L、45mg/L的亚甲基蓝溶液，按照3.3.3.2节的试验方法操作，振荡时间为75min，并计算Fe₃O₄@RGO@PDA对不同初始浓度亚甲基蓝的吸附量，测定结果如图3-10a所示。

从图3-10a可以看出，当吸附剂的用量一定时，随着亚甲基蓝溶液初始浓度的增大，Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的吸附量逐渐增大，当亚甲基蓝的初始浓度达到40mg/L时，Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的吸附量达到最大。当亚甲基蓝的初始浓度继续增大时，Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的吸附量基本不变。因此，当Fe₃O₄@RGO@PDA用量为5mg时，亚甲基蓝的最佳初始浓度为40mg/L。可以看出，Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附模式，即

式中 c_e——吸附平衡时亚甲基蓝溶液的浓度（mg/L）；

k_d——吸附平衡常数；

q_m——最大吸附量（mg/g）；(www.xing528.com)

q_e——吸附量（mg/g）。

以1/c_e为横坐标，1/q_e为纵坐标作图并进行线性拟合，可以得Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的最大吸附量q_m，结果如图3-10b所示。所得线性方程为1/q_e=0.0266/c_e+0.0252，R²=0.953。由此说明，Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的吸附行为与Langmuir等温式之间具有良好的相关性，因此可以认为Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的吸附为单分子层吸附。由1/q_e=0.0266/c_e+0.0252的截距可知，q_m=39.68mg/g，k_d=1.056，即在最佳吸附试验条件下，Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝的最大吸附量的理论值为39.68mg/g。

图3-10 Fe₃O₄@RGO@PDA对亚甲基蓝吸附量的测定

a）Fe₃O₄@RGO@PDA对不同浓度亚甲基蓝的吸附曲线 b）1/q_e与1/c_e之间的线性曲线